ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.05.2024
Просмотров: 28
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Комплексная подготовка газа
Установка комплексной подготовки газа (УКПГ) предназначена для сбора, подготовки газа и конденсата в соответствии с требованиями соответствующих отраслевых и государственных стандартов при децентрализованной системе сбора и подготовки газа.
Товарный газ по показателям качества должен удовлетворять требованиям государственного стандарта, в качестве сырья и топлива для промышленного и коммунально-бытового использования или отраслевого стандарта, при подаче в магистральный газопровод.
Для осушки и отбензинивания газа принимаются следующие типовые способы:
– абсорбционная осушка;
– адсорбционная осушка;
– низкотемпературная сепарация;
– низкотемпературная абсорбция;
– масляная абсорбция.
На газовых (бесконденсатных) месторождениях для подготовки газа рекомендуются способы абсорбционной или адсорбционной осушки. Причем последний используется, если по условиям транспортирования требуется минимальная точка росы обрабатываемого газа (ниже минус 25 °C).
Состав оборудования
В состав установки комплексной подготовки газа входят:
блок предварительной очистки;
установка осушки,
установка очистки,
установка охлаждения газа;
дожимная компрессорная станция;
вспомогательные системы производственного назначения (системы пожаротушения, водоснабжения,связи и так далее).
Очистка газа от кислых компонентов
Известные методы очистки газов от сероводорода можно разделить на три группы:
1 группа – абсорбционные;
2 группа – адсорбционные;
3 группа – окислительные.
Абсорбционные методы очистки подразделяются на:
– химическую абсорбцию в поглотителе с помощью водных растворов аминов, поташа, щелочей и др.;
– физико-химическую абсорбцию (процесс ректизол, а также другие процессы, в которых сероводород растворяется в поглотителе при пониженных температурах и повышенном давлении).
Адсорбционные методы очистки основаны на способности сероводорода сорбироваться на твердых поверхностях различных веществ, таких, как искусственные и естественные цеолиты, активированный уголь, твердые хемосорбенты на основе окислов железа и др.
Окислительные методы основаны на том, что сероводород является восстановителем и легко может быть окислен до элементарной серы, сульфитов и сульфатов различными веществами (водно-щелочной раствор комплексных соединений железа).
Принципиальная схема очистки газа от сероводорода: 1 – абсорбер; 2 – выпарная колонна (десорбер); 3 – теплообменник; 4, 8 – холодильник; 5 – емкость-сепаратор; 6, 7 – насосы
Очищаемый газ поступает в абсорбер 1 и поднимается вверх через систему тарелок. Навстречу газу движется концентрированный раствор абсорбента. Роль жидкого поглотителя в данном случае выполняют водные растворы этаноламинов: моноэтаноламина (МЭА), диэтаноламина (ДЭА) и триэтаноламина.
Абсорбент вступает в химическую реакцию с сероводородом, содержащимся в газе, унося продукт реакции с собой. Очищенный газ выводится из аппарата через скрубберную секцию, в которой задерживаются капли абсорбента.
На регенерацию абсорбент подается в выпарную колонну 2 через теплообменник 3. В нижней части колонны он нагревается до температуры около 100 °C. При этом происходит разложение соединения сероводорода с абсорбентом, после чего сероводород, содержащий пары этаноламинов, через верх колонны поступает в холодильник 4. В емкости 5 сконденсировавшиеся пары абсорбента отделяются от сероводорода и насосом 6 закачиваются в выпарную колонну. Газ же направляется на переработку.
Горячий регенерированный абсорбент из нижней части колонны 2 насосом 7 подается для нового использования. По пути абсорбент отдает часть своего тепла в теплообменнике 3, а затем окончательно остужается в холодильнике 8. Работа этаноламиновых газоочистных установок автоматизирована. Недостатком процесса является относительно большой расход абсорбента.
Осушка газа Абсорбционная (гликолевая) осушка газа
Промысловая подготовка газов к транспортировке осуществляется двумя основными способами:
абсорбционная осушка с применением жидких поглотителей влаги (абсорбентов) – обычно концентрированных водных растворов гликолей;
адсорбционная осушка газа с использованием твердых адсорбентов влаги – силикагеля, цеолитов и др.
Ниже показана технологическая схема абсорбционной (гликолевой) осушки газа.
Блок регенерации реагента Принципиальная схема гликолевой осушки газа: 1 – первичный сепаратор; 2 – абсорбер; 3 – десорбер; 5, 6, 7 – теплообменники; 8, 9 – емкостное оборудование;10 – фильтр; 11, 12 – насосы
Сырой газ со сборного пункта поступает во входной (первичный) сепаратор 1, где от него отделяется капельная влага и далее поступает в абсорбер 2, где он осушается, контактируя с раствором концентрированного гликоля.
Осушенный газ, пройдя фильтр для улавливания мелкодисперсного гликоля 10, поступает в магистральный газопровод или подается потребителю.
В схему входит колонна регенерации насыщенного гликоля 23, а также теплообменники 5, 6, 7, насосы 11, 12 и емкостное оборудование 8, 9.
Наибольшее распространение в России получила абсорбционная технология с применением диэтиленгликоля (ДЭГ) в качестве основного абсорбента, тогда как в зарубежной практике чаще используется триэтиленгликоль.
Установка абсорбционной осушки обычно включает следующее оборудование:
абсорбер;
теплообменники;
холодильники; выветриватели;
десорбер; промежуточные емкости;
насосы и фильтры раствора.
Технологический процесс адсорбционной осушки газа заключается в избирательном поглощении порами поверхности твердого адсорбента молекул воды из газа, с последующим извлечением их из пор посредством применения внешних воздействий. В качестве адсорбентов применяют: оксиды алюминия, синтетические цеолиты, силикагели.
Адсорбционная очистка газа
Установка адсорбционной осушки традиционно включает следующее оборудование:
сепаратор сырого газа;
адсорберы;
воздушные холодильники;
подогреватели газа;
компрессоры для дожатия газа регенерации.
Ниже представлен процесс адсорбционной очистки газа.
Принципиальная технологическая схема установки подготовки природного газа методом адсорбционной осушки: 1, 2 – адсорберы; 3 – подогреватель; 4 – первичный сепаратор; 5 – емкости; 6 – разделитель; 7 – фильтр; 8 – холодильник
Сырой газ со сборного пункта поступает во входной (первичный) сепаратор 4, где от него отделяется жидкая фаза, далее влажный газ поступает в адсорбер 1, где он проходит снизу вверх через слой адсорбента – твердого вещества, поглощающего пары воды. Далее осушенный газ, пройдя фильтр 7 для улавливания уносимых частичек адсорбента, поступает в магистральный газопровод или подается потребителю.
Процесс осушки газа осуществляется в течение определенного (12 – 16 ч) времени. После этого влажный газ пускают через адсорбер 2, а адсорбер 1 отключают и выводят на регенерацию. Для этого из газовой сети отбирается сухой газ и направляется в подогреватель 3, где он нагревается до температуры 180 – 200 °C.
Далее газ подается в адсорбер 1, где отбирает влагу от адсорбента, после чего поступает в холодильник 8.
Сконденсировавшаяся вода собирается в емкости 5, а газ используется для осушки повторно и т.д. Процесс регенерации адсорбента продолжается 6 – 7 ч. После этого в течение около 8 ч адсорбер остывает.
Преимущества адсорбционной осушки газа:
достигается низкая температура точки росы осушенного газа в широком диапазоне технологических параметров;
компактность и низкие капитальные затраты для установок небольшой производительности;
изменение давления и температуры не оказывает существенного влияния на качество осушки.
Недостатки:
высокие капитальные вложения при строительстве установок большой производительности;
возможность загрязнения адсорбента и связанная с этим необходимость его замены;
большие потери давления в слое адсорбента;
большой расход тепла.
Отбензинивание газа
Способы
На газоконденсатных месторождениях для отбензинивания газа могут применяться следующие способы:
низкотемпературная сепарация (НТС);
низкотемпературная абсорбция (НТА);
масляная абсорбция.
Низкотемпературная сепарация (НТС)
Установка НТС включает следующий минимальный набор оборудования:
– сепаратор I ступени;
– узел впрыска в поток газа ингибитора гидратообразования (метанола, 70 – 80% ДЭГа или других гликолей);
– рекуперативные теплообменники;
– дроссель, эжектор утилизации газа выветривания, холодильную машину; – низкотемпературный сепаратор (сепаратор тонкой очистки);
– разделители газового конденсата и воды с ингибитором гидратообразования.
На рисунке приведен пример технологической схемы подготовки природного газа методом низкотемпературной сепарации.
Принципиальная технологическая схема установки подготовки природного газа методом низкотемпературной сепарации 1 – первичный сепаратор; 2 – теплообменник; 3 – дроссель; 4 – низкотемпературный сепаратор; 5 – теплообменник; 6 – разделитель; 7 – компрессор; 8 – аппарат воздушного охлаждения
Сырой газ со сборного пункта поступает на первую ступень сепарации во входной сепаратор 1, где от газа отделяется водная фаза и нестабильный углеводородный конденсат. Далее отсепарированный газ поступает в теплообменник 2 типа “газ – газ” для рекуперации холода сдросселированного газа, где охлаждается на 10 – 15 °C и более. Охлажденный газ из теплообменника подают на расширительное устройство (дроссель) 3, после которого его температура вследствие эффекта Джоуля – Томсона понижается еще на 10 – 20 °C.
